JPH0745479B2 - ヘテロ環置換エタン並びに液晶材料 - Google Patents

ヘテロ環置換エタン並びに液晶材料

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヘテロ環置換（heterocyclically substitut
ed）エタン類及び該物質の液晶材料並びに装置における
その用途に係る。
デジタル計算器，時計，メーターや簡単なワードデイス
プレイのようなデイスプレイ装置に液晶材料を使用し
て、電気光学効果を発現せしめることは既に周知である
が、公知の液晶材料は全ての面で理想とはほど遠く、当
業界では液晶材料の性質改良を目的とした研究がかなり
多く成されているのが現状である。
通常、液晶材料は特定の混合組成物から構成されてお
り、改良された数種の性質を有する新規な混合物を形成
することによつて、例えば混合物に組入れられる新規化
合物を提供することによつて改良された液晶材料が得ら
れる。
本発明で提供されるヘテロ環置換エタンは式Ｉ R1-Cy-CH2・CH2-A-R2 式Ｉ （式中、Ａはトランス−2,5−ジ置換−1,3−ジオキサン
環および2,5−ジ置換−1,3−ピリミジン環から成る群か
ら選択されるヘテロ環であり、 R1は炭素数１〜15のアルキル基であり； R2は水素，炭素数１〜15のアルキル基及び炭素数１〜15
のアルコキシ基から成る群から選択され、但しＡがトラ
ンス−2,5−ジ置換−1,3−ジオキサン環であればR2はア
ルキル基であり、 Cyはトランス−1,4−ジ置換シクロヘキサン環である） を有する。
R1およびR2のアルキル基，アルコキシ基としては、炭素
数１〜10、望ましくは１〜７のｎ−アルキル基,n−アル
コキシ基が好ましい。
式Ｉを有する化合物類のサブクラス群として、下記式Ia
〜Id（式中、R1はアルキル基であり、Ｒはアルキル基で
ある）で表わされる化合物が挙げられる。
前記式Iaを有する化合物は、下記ルートＡに従つて製造
され得る。なお、式中、R1及びR2はアルキル基であり、
OTsはトルエン−４−スルホネート基を表わす。
前記式Ib及びIcを有する化合物は、下記ルートＢに従つ
て製造され得る。なお、式中、R1はアルキル基であり、
R2はアルキル基または水素である。
前記式Icを有する化合物は下記ルートＣに従つて製造さ
れ得る。なお、式中、R1はアルキル基であり、R2はアル
コキシ基である。
ルートＣのステツプC2で使用される出発材料３−（トラ
ンス−４′−アルキルシクロヘキシル）プロピルアミジ
ン塩酸塩は、ルートＢのようにして製造され得る。
前記ルートＡ〜Ｃの各ステツプの反応操作は公知の手順
に従つて実施されるが、全体の反応操作は新規である。
式Ｉを有する化合物は、類似の公知化合物に比較して有
利な特性を示す。特に、式Iaを有する化合物は粘度が低
く且つ複屈折率も低く、従つて下記するコレステリツク
−ネマチツク相転移効果装置の如き或る種のデイスプレ
イ用としても、また英国特許出願公開第2123163号明細
書に記載されている如き装置にも有用である。
式A1 （式中、R1およびＲはｎ−アルキル基である） を有する化合物の複屈折率も低い。しかしながら、式Ｉ
を有する化合物は一般に、式A1を有する化合物よりもネ
マトゲニツク性（nematogenic）に富んでいるが、スメ
クトゲニツク性（smectogenic）は乏しい。このこと
は、式Ｉを有する化合物が電気光学デイスプレイ用ネマ
チツク若しくはキラルなネマチツク混合物に対する複屈
折率の低い添加剤として式A1を有する化合物よりもより
魅力的であることを意味する。また、式Ｉを有する化合
物は式A1を有する化合物に比してより正の誘電異方性を
有する。
式Ｉを有する化合物の誘電異方性は比較的小さく、従つ
て前記式Ｉを有する化合物は、適当な誘電異方性を有す
る混合物を調製すべく公知の以下“正”のまたは“負”
の材料と呼称される（より大きい）正のまたは負の誘電
異方性を有する液晶材料に添加され得る。当業者には周
知の如く、液晶材料の誘電異方性は電気光学動作を与え
るうえで必須の要素であり、（所与の周波数に対する）
その符号は液晶材料が使用される電気光学装置の種類に
応じて選択される。
高誘電異方性を有する成分としては、かなり融点の低い
化合物が好ましい。例えば、正の液晶材料として下記式
IIa〜IIi（式中、Ｒはｎ−アルキル又はｎ−アルコキシ
基であり、RAはｎ−アルキル基である）で表わされる化
合物が適当である。
式Ｉを有する化合物は下記する如き他の誘電異方性の小
さい化合物に、例えば混合物の融点や粘度を下げるべく
若しくはマルチプレツクス性能（multiplexibility）を
改善すべく添加、追加され得る。下記式中、Ｒはｎ−ア
ルキル基またはｎ−アルコキシ基であり、RAはｎ−アル
キル基であり、Ｒ′はｎ−アルキル基,n−アルコキシ基
または水素であり、ＸはＨまたはＦであり、Ｑはハロゲ
ン（例えばCl,Br）である。
少くとも１種の式Ｉを有する化合物が少くとも１種の式
IIa〜IIiを有する化合物に添加される。このとき式IIIa
〜IIInを有する化合物１種もしくはそれ以上併せて添加
してもよい。
更に、澄明点の高い化合物、例えば （式中、R,RA,X及びＹは前記と同義である） を有する化合物を１種またはそれ以上を前記混合物に含
めてもよい。
必要ならば、他の公知の添加剤、例えば （式中、RC＝（＋）−２−メチルブチル）及び （式中、RD＝（＋）−２−メチルブトキシ）の如きキラ
ルな添加剤を混合物に組入れてもよい。
式Ｉを有する化合物と他の化合物を混合（配合）して得
られる液晶材料は、下記材料のいずれかであり得る。
（ｉ） マルチプレツクス式装置を含めてねじれネマチ
ツク効果装置に使用する正のネマチツク材料；以下のこ
の種の装置の例を記載する。
（ii） 分子配列が電界によつてホメオトロピツク組織
（OFF状態）からホモジニアス組織（ON状態）に変換さ
れ得るフレデリツク効果デバイス（負のネマチツクタイ
プ）に使用する、好ましくは多色性染料をも含む負材
料； 以下にそのような装置の例を記載する。
（iii） 分子配列が電界によつてホモジニアス組織（O
FF状態）からホメオトロピツク組織（ON状態）へ変換さ
れ得る（正のネマチツクタイプの）フレデリツク効果装
置に使用する、好ましくは多色性染料をも含む正のネマ
チツク材料； （iv） 分子配列が電界によつてホモジニアス組織（OF
F状態）から散乱フオーカルコニツク組織（ON状態）へ
変換され得るコレステリツク記憶モード装置に使用され
る、適切な抵抗率（約109ohm−cmを有するコレステリツ
ク（キラルネマチツク）である負材料； （ｖ） 分子配列が電界により弱散乱即ち清澄な（clea
r）表面配列ホメオトロピツク組織（OFF状態）から強散
乱ねじれホモジニアス組織（ON状態）へ変化され得るコ
レステリツク−ネマチツク相転移効果装置（正のコント
ラストタイプ）に使用される、好ましくは多色性染料を
も含むコレステリツクである強負材料； （vi） 分子配列が電界によつて散乱フオーカルコニツ
ク組織（OFF状態）から清澄なホメオトロピツク組織（O
N状態）に変換され得るコレステリツク−ネマチツク相
転移効果装置（負のコントラストタイプ）に使用され
る、好ましくは多色性染料をも含むコレステリツクであ
る正材料； （vii） 分子配列が電界によつて清澄ホメオトロピツ
ク組織（OFF状態）から乱散乱組織（ON状態）に変化さ
れ得る動的散乱効果装置に使用される、適当な抵抗率
（約109ohm-cm）の負のネマチツク材料； （viii） 材料の誘電異方性が（低周波数で）正（OFF
状態）から高周波数電界の印加により負（ON状態）に変
化し得る２周波数スイツチング効果装置（ねじれネマチ
ツク効果装置でよい）に使用するネマチツク材料； （ix） 同時係属中の英国特許出願公開第2123163号明
細書に記載の装置に適する材料。
上記装置の構成及び動作並びに該装置に使用するのに適
した液晶材料の種類は公知である。
液晶材料をねじれネマチツク効果，コレステリツク−ネ
マチツク相転移効果（負のコントラストタイプ）或いは
フレデリツク効果（正のコントラストタイプ）装置に使
用する場合、液晶材料が次の成分を含むことが好まし
い。
成分A:少なくとも１種の式Ｉを有する化合物と 成分B:少なくとも１種の式IIa〜IIiを有する化合物。
加えて 成分C:少なくとも１種の式IIIa〜IIInを有する化合物； 成分D:少なくとも１種の式IVa〜IVlを有する化合物； 成分E:少なくとも１種のキラル添加剤； の何れか１種を任意成分として添加してもよい。
ねじれネマチツク効果やフレデリツク（正のネマチツ
ク）効果の場合には、液晶材料中の各種成分の割合は次
の通りでよい（各成分の合計は100％とする）。
成分A:5〜95重量％（典型的には５〜75重量％） 成分B:5〜95重量％（典型的には10〜50重量％） 成分C:0〜99重量％（典型的には５〜25重量％） 成分D:0〜30重量％（典型的には０〜20重量％） 成分E:0〜 5重量％（典型的には０〜 1重量％） 相転移（負のコントラストタイプ）の場合には次の割合
が使用され得る。
成分Ａ乃至D:上記割合 成分E:2〜20重量％（典型的には４〜 5重量％） フレデリツク（正のネマチツク）及び相転移（負のコン
トラストタイプ）効果の場合には、液晶材料に対して混
合物の1.5〜15重量％の量割合で多色性染料を添加する
ことが好ましい。英国特許出願公開第2081736号，第208
219号及び第2093475号明細書に記載されている染料が適
当である。典型的には、各染料化合物の配合割合は混合
物の１〜３重量％である。
式Ｉを有する化合物を含む液晶材料は公知の方法で、例
えば等方性液体を形成すべく適正な重量割合の各成分化
合物を単に加熱する（例えば約100℃）如くして形成さ
れ得る。
より一般的な混合物の具体例を提供するには、少なくと
も１種の式Ｉを有する化合物を上記した使用目的に使用
される以下に挙げる化合物の少なくとも１種と混合すれ
ばよい（実際の用途は混合物の性質に依存する）。な
お、以下の式中、Ｘは1,4−フエニレン基,4,4′−ビフ
エニルイル基,2,6−ナフチル基またはトランス−1,4−
ジ置換シクロヘキサン環であり、Y2はCN,R′，ハロゲン
またはCO・Ｏ−Ｘ−Ｙ′（Ｙ′はCN,R′またはOR′）で
あり、Ｒ及びＲ′はアルキル基である。
上掲した化合物のベンゼン環の水素原子の少なくとも一
つをハロゲン（例えばＦ）で置換した化合物の誘導体を
使用してもよい。
式Ｉを有する化合物の混合物に占める割合は５〜95重量
％が好ましい。
本発明の別の特徴をなす液晶装置は２個の誘電性基板
と、基板間に挟持（サンドイツチ）された液晶材料層
と、基板の内表面上にあつて前記液晶材料層に電気光学
効果を付与すべく電界を液晶材料層を横切つて印加させ
るための電極とを含み、前記基板の少なくとも一方は光
学的に透明であり、液晶材料は式Ｉを有する化合物を少
なくとも含む。
この装置は、マルチプレツクス方式で操作されてもよい
しそうでなくてもよいねじれネマチツク効果装置、コレ
ステリツク−ネマチツク相転移効果装置、フレデリツク
効果装置又は２周波数スイツチング効果装置でもよく、
これらは公知の方法で構成され得、更に上記した他の装
置のいずれでもよい。これらの装置中に式Ｉを有する化
合物を使用する各種方法は上記に概説したとおりであ
り、当業者には明らかであろう。
以下、式Ｉを有する化合物の製造方法及び特性を例示す
る。実施例中、mpは融点、bpは沸点の略号である。
実施例１ 式Ia（式中、R1=n-C5H11でありR2=n-C3H7である）を有
する化合物の上記ルートＡによる製造： ステツプA1a等はステツプA1等の１例である。
ステツプA1a トランス−４−ペンチルシクロヘキサン−１−カルボン
酸からのトランス−４−ペンチルシクロヘキサン−１−
カルボン酸クロライドの生成： Practical Organic Chemistry,第４版、第498頁（197
8）にA.I.Vogelが記載している如き、カルボン酸クロラ
イドの対応する酸からの生成のための典型的な手法に従
つて本ステツプを実施する。
ステツプA2a トランス−４−ペンチルシクロヘキサン−１−カルボン
酸クロライドからのトランス−４−ペンチルシクロヘキ
シルメタノールの生成： Practical Organic Chemistry、第４版、第304頁（197
8）にA.I.Vogelが記載している如き、酸クロライドのア
ルコールへの還元のための典型的な手法に従つて本ステ
ツプを実施する。生成物のトランス−４−ｎ−ペンチル
シクロヘキシルメタノールのbp＝162℃（25mmHgにおい
て）。
ステツプA3a ステツプA2aで生成されたメタノールからのトランス−
４−ペンチルシクロヘキシルメチル トルエン−４′−
スルホネートの生成： Practical Organic Chemistry,第４版、第654頁（197
8）にA.I.Vogelが記載している如き、アルコールからト
ルエン−４−スルホネートの生成のための典型的な手法
に従つて本ステツプを実施する。生成物のトランス−４
−ｎ−ペンチルシクロヘキシルメチル トルエン−４′
−スルホネート（収率80％）のmp＝53-55℃。
ステツプA4a ステツプA3aで生成されたトランス−４′−スルホネー
トからのトランス−４−ペンチルシクロヘキシルメチル
マロン酸ジエチルの生成： マロン酸ジエチル（0.21モル）をナトリウムエトキシド
のエタノール溶液（予め金属ナトリウム（0.204g原子）
に無水エタノール（100cm3）を注入して調製）を滴加す
る。添加完了後、温度を50℃に調整し、次いでトランス
−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシルメチル トルエン−
４′−スルホネート（0.204モル）のエタノール（300cm
3）溶液を１時間に亘つて滴加する。反応混合物をユニ
バーサルインジケータで中性になるまで還流加熱する。
その後トルエン−４−スルホン酸ナトリウムの白色沈殿
をろ別し、無水エタノールで洗浄する。液と洗浄液を
合わせ、溶媒を真空除去する。残留物を水（150cm3）に
注ぎ、混合物をエタノールで抽出する（３×50cm3）。
エタノール層を合わせ、水洗し（100cm3）、MgSO4で乾
燥後、溶媒を真空除去する。残留物を減圧蒸留で精製す
る。
トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシルメチルマロ
ン酸ジエチル（60％）のbp＝124-130℃（0.05mmHgにお
ける）。
ステツプA5a ステツプA4aで生成されたトランス−４−メチルシクロ
ヘキシルメチルマロン酸ジエチルからの３−（トランス
−４′−ペンチルシクロヘキシルプロパン酸の生成： Organic Syntheses,Collective Volume II,第416頁に
E.C.Vliet,C.S.MarvelとC.M.Hsuehが記載している如
き、アルキルマロン酸ジエチルの加水分解と続く脱カル
ボキシル化のための典型的手法に従つて本ステツプを実
施する。生成物の３−（トランス−４′−ｎ−ペンチル
シクロヘキシル）プロパン酸（収率71％）のmp＝85-87
℃。
ステツプA6a ステツプA5aに生成されたプロパン酸からの３−（トラ
ンス−４′−ペンチルシクロヘキシル）プロパノールの
生成： Tetrahydron Letters、24、1543頁（1983）にT.Fujisaw
a等が記載している如き、カルボン酸のアルデヒドへの
還元のための典型的手法に従つて本ステツプを実施す
る。生成物の３−（トランス−４′−ｎ−ペンチルシク
ロヘキシル）プロパノール酸（収率73％）のmp＝103-10
5℃（0.3mmHgにおける）。
ステツプA7a 臭化ｎ−プロピルからのｎ−プロピルマロン酸ジエチル
の生成： Practical Organic Chemistry、第４版、第491頁（197
8）にA.I.Vogelが記載している如き、適当な臭化アルキ
ルを使用するマロン酸ジエチルのアルキル化のための典
型的手法に従つて本ステツプを実施する。
ステツプA8a ｎ−プロピルマロン酸ジエチルからの２−ｎ−プロピル
プロパン−1,3−ジオールの生成： Practical Organic Chemistry、第４版、第362頁（197
8）にA.I.Vogelが記載している如きジエステルのジオー
ルへの還元のための典型的手法に従つて本ステツプを実
施する。
ステツプA9a ステツプA6a及びA8aの生成物からの２−（トランス−
４′−ｎ−ペンチルシクロヘキシルエチル）−５−ｎ−
プロピル−1,3−ジオキサンの生成： ２−ｎ−プロピルプロパン−1,3−ジオール（0.007モ
ル）,3−（トランス−４−ペンチルシクロヘキシル）プ
ロパノール（0.007モル），トルエン−４−スルホン酸
（30mg）及び無水ベンゼン（34cm3）の混合物を、Dean
and Stark装置で２時間半還流加熱し、反応過程で生じ
た水を除去する。溶媒を真空除去し、残留物をエーテル
（80cm3）で抽出する。溶液を２％炭酸水素ナトリウム
水溶液（３×40cm3）で洗浄し、水洗し（３×40cm3）、
乾燥し（Na2SO4）、過する。次いで溶媒を真空除去す
る。粗生成物をメタノールで再結晶させ、トランス−異
性体を得た（シス−異性体は母液中に残る）。生成物の
２−（トランス−４′−ｎ−ペンチルシクロヘキシルエ
チル）−５−ｎ−プロピル−1,3−ジオキサンのmp＝44
℃であり、光学顕微鏡により42℃で単変性ネマチツク−
等方性転移が確認された。
同様にして製造された他の化合物の転移温度を以下に示
す。
（ｉ） 式 する化合物 mp＝29℃、 cp（澄明点若しくはネマチツク−等方性液体転移温度）
＝36℃、 スメクチツクＢ−ネマチツク転移温度）＝25℃。
実施例１の方法に従つて製造された化合物の例を、第1a
表に示す。
実施例２ 式Ib（式中、R1=n-C5H11であり、R2=R=n-C3H7である）
を有する化合物の上記ルートＢによる製造： ステツプB1a等はステツプB1等の１例である。
ステツプB1a トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシルメタノール
（実施例１のステツプA1a及びA2aで記載した方法により
４−ｎ−ペンチルシクロヘキサン−１−カルボン酸から
生成した）からの臭化トランス−４−ｎ−ペンチルシク
ロヘキシルメチルの生成： Practical Organic Chemistry、第４版、第387頁（197
8）にA.I.Vogelが記載している如き、アルコールの臭化
アルキルへの変換のための典型的手法に従つて本ステツ
プを実施する。生成物の臭化トランス−４−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシルメチルのbp＝165℃（25mmHgにおけ
る）。
ステツプB2a 適当な臭化トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル
メチルからの３−（トランス−４′−ペンチルシクロヘ
キシル）プロピオニトリルの生成： シアノ酢酸エチル（10.308モル）をナトリウムエトキシ
ドのエタノール攪拌溶液（金属ナトリウム（0.308g原
子）に無水エタノール（250cm3）を流して予調製した）
に滴加する。混合物を還流加熱後、臭化トランス−４−
ｎ−ペンチルシクロヘキシルを滴加する。滴加完了後、
混合物を３時間還流加熱する。エタノールを真空除去
し、残留物を水（150cm3）に注入する。混合物をエタノ
ールで抽出し（３×６cm3）、エタノール相を合せ、水
洗し（２×60cm3）、乾燥（MgSO4）、過した。次いで
溶媒を真空除去する。
粗エステルを冷10％水酸化ナトリウム水溶液に滴加し、
混合物を室温で２時間攪拌する。その後、混合物をエー
テル（60cm3）で抽出し、水相を濃塩酸で酸性化する。
混合物をエーテル（３×60cm3）で抽出し、エーテル相
を合せ、水洗し（３×60cm3）、乾燥（MgSO4）、過
後、溶媒を真空除去する。
残留物を180℃で50分間、CO2が発生しなくなるまで加熱
する。粗ニトリルを減圧蒸留して精製する。生成物の３
−（トランス−４′−ペンチルシクロヘキシル）プロピ
オニトリルのbp＝86℃（0.5mmHgにおける）。
ステツプB3a ３−（トランス−４′−ペンチルシクロヘキシル）プロ
ピオニトリルからの３−（トランス−４′−ｎ−ペンチ
ルシクロヘキシル）−１−エトキシプロピル−１−イミ
ン塩酸塩の生成： Mol,Oryst.Lig.Oryst.,42,第215頁（1977）にA.Boller
らが記載している、ニトリルからのエトキシアルキルイ
ミン塩酸塩の生成のための典型的手法に従つて本ステツ
プを実施する。
ステツプB4a ３−（４′−トランス−４′−ｎ−ペンチルシクロヘキ
シル）−１−エトキシプロピル−１−イミン塩酸塩から
の３−（トランス−４′−ｎ−ペンチルシクロヘキシ
ル）プロピルアミジン塩酸塩の生成： Mol,Oryst.Lig.Oryst.,42,第215頁（1977）にA.Boller
等が記載している、エトキシアルキルイミン塩酸塩から
のアミジン塩酸塩の生成のための典型的手法に従つて本
ステツプを実施する。
ステツプB5a プロパナールからのジエチル ｎ−プロピルアセタール
の生成： Synthesis,第509頁（1975）にA.Arentzen,Y.T.Yan Kui
とC.B.Reeseが記載している、アルヒデドからのジエチ
ルアセタールの生成のための典型的手法に従つて本ステ
ツプを実施する。
ステツプB6a ジエチルアルキルアセタールからの２−ｎ−プロピル−
３−エトキシプロパナールの生成： Coll.Chech.Chem.Comm.,23，第452頁（1956）にZ.Arnol
dとF.Sormが記載している、アセタールの生成のための
典型的手法に従つて本ステツプを実施する。
ステツプB7a ３−（トランス−４′−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）
プロピルアミジン塩酸塩と２−ｎ−プロピル−３−エト
キシプロパナールからの２−（トランス−４′−ｎ−ペ
ンチルシクロヘキシルエチル）−５−ｎ−プロピルピリ
ミジンの生成： Mol,Oryst.Lig.Oryst.,42，第215頁（1977）にA.Boller
らが記載している如き、アミジン塩酸塩と２−アルキル
−３−エトキシプロペナールからのピリミジンの生成の
ための典型的手法に従つて本ステツプを実施する。
実施例３ 式Id（式中、R1=n-C5H11であり、R2=OR=n-C3H7である）
を有する化合物の上記ルートＣによる製造： ステツプC1a ｎ−プロピルオキシ酢酸エチルからのｎ−プロピルマロ
ン酸ジエチルの生成： Chem.Abstr.,64,12.6.73（1966）に記載されている如き
アルコキシマロン酸ジエチルの生成のための典型的手法
に従つて本ステツプを実施する。
ステツプC2a ステツプB4aで生成した３−（トランス−４′−ｎ−ペ
ンチルシクロヘキシル）プロピルアミジン塩酸塩とステ
ツプC1aで生成したｎ−プロピルオキシマロン酸ジエチ
ルからの２−（トランス−４′−ｎ−ペンチルシクロヘ
キシルエチル）−５−ｎ−プロピルオキシ−4,6−ジヒ
ドロキシピリミジンの生成： 東独特許第95892号明細書に記載されている如き、アミ
ジン塩酸塩とアルコキシマロン酸ジエチルからのジヒド
ロキシピリミジンの生成のための典型的手法に従つて本
ステツプを実施する。
ステツプC3a ２−（トランス−４′−ｎ−ペンチルシクロヘキシルエ
チル）−５−ｎ−プロピルオキシ−4,6−ジヒドロキシ
ピリミジンからの２−（トランス−４′−ｎ−ペンチル
シクロヘキシルエチル）−５−ｎ−プロピルオキシ−4,
6−ジクロロピリミジンの生成： 東独特許第95892号明細書に記載されている如きヒドロ
キシピリミジンの塩素化のための典型的手法に従つて本
ステツプを実施する。
ステツプC4a ２−（トランス−４′−ｎ−ペンチルシクロヘキシルエ
チル）−５−ｎ−プロピルオキシ−4,6−ジクロロピリ
ミジンからの２−（トランス−４′−ｎ−ペンチルシク
ロヘキシルエチル）−５−ｎ−プロピルオキシピリミジ
ンの生成： 東独特許第95892号明細書に記載されている如き、ジク
ロロピリミジンの接触脱クロル化のための典型的手法に
従つて本ステツプを実施する。
実施例１及び２の方法に従つて製造した化合物を下記第
1b表に例示する。
ルートＢに従つて製造された化合物の転移温度を以下に
示す。
式 を有する化合物のmp＝42.5℃であり、cp＝〔−20℃〕
（実際の転移）である。
更に、式Ｉを有する化合物の特性を以下に示す。
式Ｉを有する化合物の複屈折率Δｎを測定したところ、
極めて低かつた。ネマチツク温度範囲における結果を下
記表R1に示す。
式 を有する化合物を市販材料ZLI 1289（E Merck社より入
手）に添加した場合の効果を検討したところ、 式 を有する化合物30重量％のZLI 1289 70重量％に対する
添加により弾性定数比K33/K11は減少した。ガンマε⊥
／Δεも低下した。
２種の式Ｉを有する化合物の外挿ネマチツク粘度を市販
のネマチツク物質ZLI 1132（E Merck社より入手）及び
下記式 を有する化合物を等重量ずつ含む混合物であるI32/I35/
I52物質中で測定した。
結果を下記表R2に示す。
式 を有する化合物30重量％と市販のホスト物質ZLI 1289
（E Merck社より入手）70重量％との混合物のマルチプ
レツクス性に係る性質を下記表R3に示す。表中各パラメ
ータは、例えば英国特許出願公開第2097418号明細書に
定義付けられているように当業者に公知である。
本発明を具体化する材料及び装置の具体例を添附図面を
参照し乍ら説明する。
第１図〜第４図のデイスプレイは、スペーサー４により
約７μｍの間隔で保持されている前部および後部の２枚
のガラススライド2,3から形成され且つエポキシ樹脂接
着剤によつて一体化されているセル１からなる。液晶材
料12は、スライド2,3とスペーサー４の間の間隙に充填
される。フロントガラススライド２の前に、前部偏光子
５を偏光軸が水平になるように配列して置く。反射板７
をスライド３の後方に置く。後部偏光子６或いは検光子
をスライド３と反射板７との間に載置する。
典型的には100Åの厚さの酸化スズの電極8,9を完全な膜
としてスライド2,3の内面につけ、第3,4図に示された形
にエツチングする。デイスプレイは１個の数字10に７本
のバーを有し、さらに各々の数字の間には小数点11があ
る。第３図に示したように、後部電極構造体は３個の電
極X1,X2,X3から成つている。同様に前部電極構造体は数
字および小数点毎に３個の電極Y1,Y2,Y3……から成つて
いる。数字毎の６個の電極を検査して、適切なX,Y電極
に適当な電圧を印加することにより８個の素子の各々は
独立に印加電圧を有することが知見される。
組み合わせる前に、電極を担持したスライド2,3をきれ
いに洗浄した後0.2重量％のポリビニルアルコール（PV
A）水溶液に浸す。乾燥時該スライドは柔らかい布で一
方方向に擦過後、互いに擦過方向が垂直で各々の隣接偏
光子の光軸と平行になるように、すなわち偏光子が交叉
するように組み合わせる。ネマチツク液晶材料12をスラ
イド2,3の間に導入すると、スライド表面で分子は各々
のスライドの擦過方向に沿つて並びスライド間で次第に
ねじれる。
セル１に電圧が印加されないときは、光は前部偏光子５
を通り、セル１を通り（この間に偏光面は90°回転す
る）、後部偏光子６を通り、反射面７で反射して観測者
に達する（第１図参照。観察者はスライド2,3の面内の
Ｘ軸およびＹ軸に垂直なＺ軸に対して45°の角度にあ
る）。２個の電極8,9間にしきい値より高い電圧を印加
すると、液晶層12は光学的活性を失ない、分子はスライ
ド2,3に対して垂直にすなわちＺ軸に沿つて再配列す
る。この状態では入射光は反射板７に到達しなくなつて
観測者に到達せず、観測者には数字10の１つ或いはそれ
以上のバーの暗い表示しか見えない。
第5,6図および第７図に示されたように。３連続時間間
隔で線走査方式で電圧を印加する。各各のＸ電極を順に
3V/2の電位に、一方残りのＸ電極の電位を−V/2にす
る。その間Ｙ電極の電位は−3V/2或いはV/2にする。交
叉する点で3V/2と−3V/2が一致すると、液晶層12に3Vの
電圧が印加されることになる。それ以外の点では電圧は
Ｖ或いは−Ｖである。かくの如く3V/2がＸ電極に走査さ
れたときに適切なＹ電極に−3V/2を印加することによ
り、特定の交叉点がオン状態になる（図に黒丸で示され
る）。電圧Ｖは例えば100Hz矩形波の交流シグナルで、
符号は位相を表わす。
第１〜７図に示された装置が、電極がオンおよびオフの
交叉点或いはデイスプレイ素子間に分配されるため、マ
ルチプレツクス式デイスプレイであることは当業者には
明らかであろう。
上記装置の材料12に用いられるのに適した本発明の具体
的な材料は、下記第12表に示す混合物１である。
少量の光学活性物質をネマチツク材料に加えて液晶層の
分子に好ましいねじれを生じさせてもよい。この処理お
よび適切なスライド表面処理を用いると英国特許出願第
1,472,247号および第1,478,592号明細書に教示されたデ
イスプレイパツチ（patchiness）の問題を解決できる。
適切な光学活性な物質は以下のものである： 約0.1〜0.5重量％のC15および約0.01〜0.05重量％のCB1
5。
C15は CB15は 少量の多色性染料、例えば英国特許公開第2093475号明
細書に記載されている染料混合物２を２重量％加えてデ
イスプレイのコントラストを高めてもよい。この場合偏
光子を省略する。
本発明の他の具体的混合物はフレデリツク効果セルに用
いてもよい。該セルは上記装置のように内部表面に電極
フイルムを有するガラススライドの間に液晶材料をサン
ドイツチ状に組み込んで構成されている。しかしながら
この場合には偏光子は必ずしも必要でなく、ガラススラ
イド内部表面をレシチンの被覆加工で処理し、液晶材料
はレシチン被覆加工により分子がスライド基板に垂直に
オフ状態で（ホメオトロピツク組織）配列される負の材
料である。オン状態で材料に適当な電界を印加すると分
子はスライド表面に平行に（ホモジニアス組織）再配列
する。多色性染料を液晶材料に組み入れてオン状態とオ
フ状態のコントラストを高めてもよい。
上記のように作られたフレデリツク効果セルは以下の混
合物３を組み入れてもよく、該セルは10μｍの間隔にお
く。
化合物Ｊの調製は英国特許出願公開第2061256号明細書
に記載されている。約１重量％の公知の染料混合物を混
合物３に加えて着色混合物（混合物3A）にしてもよい。
セルに電圧を印加すると、弱い吸収状態から強い吸収状
態へ色が変化する。
本発明のもう１つの具体例では（コレステリツク−ネマ
チツク）相転移効果型装置に上述の材料を組み入れる。
上述のねじれネマチツク型セルと同様に電極を担持する
ガラススライド間にサンドイツチ状にはさまれた長いら
せんピツチのコレステリツク材料を含むようにセルを作
製する。しかしながらこの場合には、ホモジニアス配列
のための表面調製例えばSiOによるガラススライド表面
処理および偏光子は不用である。
ガラススライドが未処理で液晶材料が正の誘電異方性
（Δε）を有するならば、液晶材料はオフ状態でねじれ
フオーカルコーニツク分子組織状態にあり、これは光を
散乱する。ガラススライドの各々の内部表面上の一対の
電極間に印加された電界により、電極間の液晶材料領域
がオフ状態より散乱の少ないホメオトロピツクネマチッ
ク組織であるオン状態に変換される。これが負のコント
ラスト型の相転移効果型装置である。
ガラススライド内部表面を例えばレシチンの被覆処理で
処理して該表面に垂直な配列にすると共に液晶材料が負
のΔεを有するならば、オフ状態の材料は入射光に対し
て小さい散乱効果を有するホメオトロピツク組織状態に
ある。ガラススライドの各々の内部表面にある一対の電
極間に電界を印加すると、電極間の液晶材料領域が（オ
ン状態で）光を散乱するねじれホモジニアス組織に変わ
る。これが正のコントラスト型の相転移効果型装置であ
る。
各々の場合に２つの状態間のコントラストを高めるべ
く、液晶材料に少量の適当な多色性染料（例えばΔεが
正の場合には１重量％の染料混合物）を添加してもよ
い。
相転移効果型（ネガテイブコントラスト型）装置に用い
られる本発明を具体化する適当な正の誘電異方性材料、
混合物４は以下のものである。
相転移効果型（ポジテイブコントラスト型）装置に用い
られる本発明を具体化する適当な負の誘電異方性物質、
混合物５は以下のものである。
第16表に記載のキラル化合物の代りに式Ｉを有するキラ
ル化合物を使用し得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ねじれネマチツク型デジタルデイスプレイの
部分図、第２図は、第１図のデイスプレイの断面図、第
３図は、第１図の後部電極の形状図、第４図は第１図の
前部電極の形状図、第５〜７図は、典型的なアドレス電
圧を表示した第１〜４図の装置の説明図である。 １……セル、2,3……ガラススライド、４……スペーサ
ー、5,6……偏光子、７……反射板、8,9……電極、12…
…液晶材料。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】式Ｉ R1-Cy-CH2・CH2-A-R2 式Ｉ （式中、Ａはトランス−2,5−ジ置換1,3−ジオキサン環
    及び2,5−ジ置換−1,3−ピリミジン環から選択されるヘ
    テロ環である； R1は炭素数１−15のアルキル基であり； R2は水素、炭素数１−15のアルキル基及び炭素数１〜15
    のアルコキシ基から選択され、但しＡがトランス−2,5
    −ジ置換−1,3−ジオキサン環のときR2はアルキル基で
    ある；及び Cyはトランス−1,4−ジ置換シクロヘキサン環である） を有するヘテロ環置換エタン。
  2. 【請求項２】R1及びR2が夫々炭素数１〜10のｎ−アルキ
    ル基であり、Ａはトランス−2,5−ジ置換−1,3−ジオキ
    サン環である特許請求の範囲第１項に記載のエタン。
  3. 【請求項３】R1が炭素数１〜10のｎ−アルキル基であ
    り、Ａは2,5−ジ置換−1,3−ピリミジン環であり、R2は
    炭素数１〜10のｎ−アルコキシ基またはｎ−アルキル基
    である特許請求の範囲第１項に記載のエタン。
  4. 【請求項４】式Ｉ R1-Cy-CH2・CH2-A-R2 式Ｉ （式中、Ａはトランス−2,5−ジ置換1,3−ジオキサン環
    及び2,5−ジ置換−1,3−ピリミジン環から選択されるヘ
    テロ環である； R1は炭素数１−15のアルキル基であり； R2は水素、炭素数１−15のアルキル基及び炭素数１〜15
    のアルコキシ基から選択され、但しＡがトランス−2,5
    −ジ置換−1,3−ジオキサン環のときR2はアルキル基で
    ある；及び Cyはトランス−1,4−ジ置換シクロヘキサン環である） を有するヘテロ環置換エタンを少なくとも１種含む混合
    物から成る組成物である液晶材料。
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